(57)【要約】  小型でありながら、良好な解像性能を有する立体視内視鏡を提供する。  立体視内視鏡は、物体側より順に、対物光学系ＯＢＪと、リレー光学系ＲＬと、第１レンズ群Ｇ１と、光束分割素子ＢＳと、第２レンズ群Ｇ２と、撮像素子ＩＳと、を有し、中間像Ｉ２、第１像ＩＬ１及び第２像ＩＬ２が、各々、共通光路ＯＰ、第１光路ＯＰ１及び第２光路ＯＰ２に形成され、光束分割素子ＢＤは、入射面Ｓinと射出面Ｓoutとを有し、中間像Ｉ２の中心を通り第１像ＩＬ１の中心に到る第１光線ＬＢ１と、中間像Ｉ２の中心を通り第２像ＩＬ２の中心に到る第２光線ＬＢ２は、入射面Ｓinにおいて共通光路の光軸から離れるように屈折されると共に、射出面Ｓoutにおいて共通光路の光軸に近づくように屈折される。
2018047335.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側より順に、
対物光学系と、リレー光学系と、第１レンズ群と、光束分割素子と、第２レンズ群と、撮像素子と、を有し、
前記対物光学系と、前記リレー光学系と、前記第１レンズ群と、前記光束分割素子は、共通光路上に配置され、
前記光束分割素子の像側に、前記光束分割素子によって、第１光路と第２光路が形成され、
前記第１光路と前記第２光路の各々に、前記第２レンズ群が配置され、
前記対物光学系によって、物体の像が形成され、
前記物体の像は、前記リレー光学系によってリレーされ、
前記リレー光学系によって、前記第１レンズ群の物体側に中間像が形成され、
前記第１レンズ群と前記第１光路に配置された前記第２レンズ群によって、第１像が形成され、
前記第１レンズ群と前記第２光路に配置された前記第２レンズ群によって、第２像が形成され、
前記第１像と前記第２像は、前記撮像素子で撮像され、
前記光束分割素子は、入射面と射出面とを有し、
前記中間像の中心を通り前記第１像の中心に到る第１光線と、前記中間像の中心を通り前記第２像の中心に到る第２光線は、前記入射面において前記共通光路の光軸から離れるように屈折されると共に、前記射出面において前記共通光路の光軸に近づくように屈折されることを特徴とする立体視内視鏡。
【請求項２】
以下の条件式（１）を満足することを特徴とする請求項１に記載の立体視内視鏡。
−０．１≦（ＦＬBSout−ＦＬBSin)／（ＦＬBSout＋ＦＬBSin)≦０．１      （１）
ここで、
ＦＬBSinは、前記光束分割素子の前記入射面における焦点距離、
ＦＬBSoutは、前記光束分割素子の前記射出面における焦点距離、
である。
【請求項３】
以下の条件式（２）、（３）を満足することを特徴とする請求項１に記載の立体視内視鏡。
−０．０１≦Ｙimg／ＦＬBSin≦０．０１      （２）
−０．０１≦Ｙimg／ＦＬBSout≦０．０１      （３）
ここで、
ＦＬBSinは、前記光束分割素子の前記入射面における焦点距離、
ＦＬBSoutは、前記光束分割素子の前記射出面における焦点距離、
Ｙimgは、最大像高、
である。
【請求項４】
前記撮像素子は、第１像を撮像する第１有効領域と、第２像を撮像する第２有効領域と、を有し、
以下の条件式（４）を満足することを特徴とする請求項１に記載の立体視内視鏡。
０．０５≦Ｄivlr／Ｙimgh≦２      （４）
ここで、
Ｄivlrは、前記第１有効領域と前記第２有効領域との最小間隔、
Ｙimghは、所定の像高、
前記最小間隔は、前記第１有効領域の外周上の一点と前記第２有効領域の外周上の一点との間隔のうち、最小となる間隔、
前記所定の像高は、最大像高を視差方向に投影した時の像高、
前記間隔は、前記視差方向における間隔、
前記視差方向は、前記第１光路における光軸と前記第２光路における光軸の両方と直交する方向、
である。
【請求項５】
開口絞りが、前記第１レンズ群と前記光束分割素子との間、又は、前記光束分割素子と前記第２レンズ群との間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の立体視内視鏡。
【請求項６】
以下の条件式（５）を満足することを特徴とする請求項１に記載の立体視内視鏡。
０．７≦Ｄivs／（Ｄivlr／２＋Ｙimgh）≦１．３      （５）
ここで、
Ｄivsは、入射点と射出点との間隔、
Ｄivlrは、前記第１有効領域と前記第２有効領域との最小間隔、
Ｙimghは、所定の像高、
前記入射点は、前記第１光線と前記入射面との交点、
前記射出点は、前記第１光線と前記射出面との交点、
前記最小間隔は、前記第１有効領域の外周上の一点と前記第２有効領域の外周上の一点との間隔のうち、最小となる間隔、
前記所定の像高は、最大像高を前記視差方向に投影した時の像高、
前記間隔は、前記視差方向における間隔、
前記視差方向は、前記第１光路における光軸と前記第２光路における光軸の両方と直交する方向、
である。
【請求項７】
以下の条件式（６）を満足することを特徴とする請求項１に記載の立体視内視鏡。
０．８≦Ｄ2f／ＦＬG1f≦１．２      （６）
ここで、
Ｄ2fは、前記共通光路の光軸上における前記第１レンズ群の物体側主点位置と前記中間像との間隔、
ＦＬG1fは、前記第１レンズ群の物体側焦点距離、
である。
【請求項８】
前記射出面を射出した前記第１光線と前記射出面を射出した前記第２光線は、共に、前記共通光路の光軸と平行であることを特徴とする請求項１に記載の立体視内視鏡。
【請求項９】
前記入射面と前記射出面は、前記共通光路の光軸との交点から物体側に向かうにつれて、前記共通光路の光軸からの距離が増大する形状を有することを特徴とする請求項１に記載の立体視内視鏡。
【請求項１０】
以下の条件式（７）を満足することを特徴とする請求項１に記載の立体視内視鏡。
０．０５≦Ｄivs／Ｄs≦０．７      （７）
ここで、
Ｄivsは、入射点と射出点との間隔、
Ｄsは、前記入射面と前記射出面との間隔、
前記入射点は、前記第１光線と前記入射面との交点、
前記射出点は、前記第１光線と前記射出面との交点、
前記間隔は、前記視差方向における間隔、
前記視差方向は、前記第１光路における光軸と前記第２光路における光軸の両方と直交する方向、
である。
【請求項１１】
以下の条件式（８）を満足することを特徴とする請求項１に記載の立体視内視鏡。
０．８５≦Ｄivax／（Ｄs／ＣＯＳΘ×ＳＩＮ（θ−Θ））≦１．１５      （８）
ここで、
Θ＝ＡＳＩＮ（（１／ｎBS）×ＳＩＮθ）、
Ｄivaxは、前記共通光路の光軸と前記第１光路の光軸との間隔、
Ｄsは、前記入射面と前記射出面との間隔、
θは、前記共通光路の光軸と直交する面と前記入射面とのなす角度、
ｎBSは、前記光束分割素子のｄ線における屈折率、
前記入射点は、前記第１光線と前記入射面との交点、
前記射出点は、前記第１光線と前記射出面との交点、
前記間隔は、前記視差方向における間隔、
前記視差方向は、前記第１光路における光軸と前記第２光路における光軸の両方と直交する方向、
である。
【請求項１２】
以下の条件式（９）を満足することを特徴とする請求項１に記載の立体視内視鏡。
０．６≦ΦRLmax／Ｙmidimg≦３．５      （９）
ここで、
ΦRLmaxは、前記リレー光学系の最大レンズ径、
Ｙmidimgは、前記中間像の最大像高、
である。
【請求項１３】
以下の条件式（１０）を満足することを特徴とする請求項１に記載の立体視内視鏡。
０．６≦Ｄ2b／ＦＬG1≦２．５      （１０）
ここで、
Ｄ2bは、前記共通光路の光軸上における前記第１レンズ群の像側主点位置と前記光束分割素子との間隔、
ＦＬG1は、前記第１レンズ群の焦点距離、
である。
【請求項１４】
以下の条件式（１１）を満足することを特徴とする請求項１に記載の立体視内視鏡。
０．２≦Ｙmidimg／ＰBSin≦１．２      （１１）
ここで、
Ｙmidimgは、前記中間像の最大像高、
ＰBSinは、前記光束分割素子に入射する有効光線の高さ、
である。
【請求項１５】
以下の条件式（１２）を満足することを特徴とする請求項１に記載の立体視内視鏡。
０．０１≦Ｙmidimg／ＦＬG1≦０．２      （１２）
ここで、
Ｙmidimgは、前記中間像の最大像高、
ＦＬG1は、前記第１レンズ群の焦点距離、
である。
【請求項１６】
所定の瞳は、前記中間像よりも物体側で、前記中間像から最も近い位置に形成された瞳であり、
前記光束分割素子は、前記所定の瞳と共役な位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の立体視内視鏡。
【請求項１７】
前記中間像よりも像側に開口絞りが配置され、
前記開口絞りの開口部の形状は、円形であることを特徴とする請求項１に記載の立体視内視鏡。
【請求項１８】
前記中間像よりも像側に開口絞りが配置され、
前記開口絞りの開口部の形状は、直交する２つの方向で長さが異なる形状であり、
一方の方向は視差方向で、他方の方向は視差方向と直交する方向であることを特徴とする請求項１に記載の立体視内視鏡。
【請求項１９】
前記中間像よりも像側に開口絞りが配置され、
以下の条件式（１３）を満足することを特徴とする請求項１に記載の立体視内視鏡。
０＜Ｌss／ＦＬG1≦０．８      （１３）
ここで、
Ｌssは、前記共通光路の光軸上における前記入射面と前記開口絞りとの間隔、
ＦＬG1は、前記第１レンズ群の焦点距離、
である。
【請求項２０】
以下の条件式（１４）を満足することを特徴とする請求項１に記載の立体視内視鏡。
０．０１≦Ｙimg／ＦＬG1≦０．２      （１４）
ここで、
Ｙimgは、最大像高、
ＦＬG1は、前記第１レンズ群の焦点距離、
である。
【請求項２１】
以下の条件式（１５）を満足することを特徴とする請求項１に記載の立体視内視鏡。
０．０１≦Ｙimg／ＦＬG2≦０．５      （１５）
ここで、
Ｙimgは、最大像高、
ＦＬG2は、前記第２レンズ群の焦点距離、
である。
【請求項２２】
前記第１レンズ群は複数のレンズを有し、
合焦時に、前記複数のレンズの少なくとも一部のレンズが、前記共通光路の光軸に沿って移動することを特徴とする請求項１に記載の立体視内視鏡。
【請求項２３】
前記第２レンズ群は複数のレンズを有し、
合焦時に、前記複数のレンズの少なくとも一部のレンズが、前記第１光路の光軸や前記第２光路の光軸に沿って移動することを特徴とする請求項１に記載の立体視内視鏡。
【請求項２４】
前記撮像素子は、前記第１光路上に位置する第１撮像領域と、前記第２光路上に位置する第２撮像領域と、を有し、
前記第１撮像領域の中心と前記第２撮像領域の中心との間隔は、前記第１光路の光軸と前記第２光路の光軸との間隔よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の立体視内視鏡。
【請求項２５】
前記中間像よりも像側に、有効光線以外の光線を遮光するフレア絞りが配置されていることを特徴とする請求項１に記載の立体視内視鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体を立体視観察できる立体視内視鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、医療用の立体視内視鏡に用いる光学系として、対物光学系とリレー光学系とを備えた光学系が知られている。この光学系では、対物レンズは内視鏡の挿入部の先端に配置されている。リレー光学系も挿入部に配置され、対物光学系の像をリレーする。リレーされた像は、挿入部の外に設けられた光学系、例えば、観察光学系や撮像光学系に伝達される。【０００３】
特許文献１には、立体視内視鏡に用いる光学系が開示されている。この光学系では、共通光路に対物光学系とリレー光学系が配置されている。リレー光学系の像側では、瞳が分割されている。これにより、２つの像が異なる空間に形成されている。【０００４】
実施例１の光学系では、リレー光学系の像側に、絞りが配置されている。絞りには、共通光路の光軸から離れた位置に、２つの開口が形成されている。これにより、絞りの像側に、２つの光路が形成される。２つの光路の各々には、分離光学系と撮像素子が配置されている。【０００５】
実施例３の光学系では、絞りと分離光学系との間に、軸間隔拡大光学系が配置されている。軸間隔拡大光学系としては、反射を利用する光学系と、屈折のみを利用する光学系と、が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３２９０８２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の実施例１の光学系や実施例３の光学系では、撮像素子の中心位置は、分離光学系の光軸から偏心している。この場合、偏心収差が発生し易くなる。そのため、十分な解像性能を得ることが難しい。【０００８】
また、特許文献１の実施例３では、軸間隔拡大光学系が配置されている。反射を利用する光学系では、光線が反射面でけられないようにする必要がある。この場合、２つの光路の間隔が広くなりすぎる。そのため、光学系の小型化が難しい。【０００９】
屈折のみを利用する光学系では、軸間隔拡大光学系の入射面と射出面において、偏心収差が発生し易くなる。そのため、十分な解像性能を得ることが難しい。【００１０】
本発明は、小型でありながら、良好な解像性能を有する立体視内視鏡を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係る立体視内視鏡は、
物体側より順に、
対物光学系と、リレー光学系と、第１レンズ群と、光束分割素子と、第２レンズ群と、撮像素子と、を有し、
対物光学系と、リレー光学系と、第１レンズ群と、光束分割素子は、共通光路上に配置され、
光束分割素子の像側に、光束分割素子によって、第１光路と第２光路が形成され、
第１光路と第２光路の各々に、第２レンズ群が配置され、
対物光学系によって、物体の像が形成され、
物体の像は、リレー光学系によってリレーされ、
リレー光学系によって、第１レンズ群の物体側に中間像が形成され、
第１レンズ群と第１光路に配置された第２レンズ群によって、第１像が形成され、
第１レンズ群と第２光路に配置された第２レンズ群によって、第２像が形成され、
第１像と第２像は、撮像素子で撮像され、
光束分割素子は、入射面と射出面とを有し、
中間像の中心を通り第１像の中心に到る第１光線と、中間像の中心を通り第２像の中心に到る第２光線は、入射面において共通光路の光軸から離れるように屈折されると共に、射出面において共通光路の光軸に近づくように屈折されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、小型でありながら、良好な解像性能を有する立体視内視鏡を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態の立体視内視鏡の概略構成図である。
【図２】撮像素子に形成された像を示す図である。
【図３】本実施形態の立体視内視鏡の概略構成図である。
【図４】本実施形態の立体視内視鏡の概略構成図である。
【図５】開口絞りを示す図である。
【図６】実施例１の内視鏡用光学系のレンズ断面図である。
【図７】実施例１の内視鏡用光学系の一部のレンズ断面図である。
【図８】実施例１の内視鏡用光学系における開口絞りを示す図である。
【図９】実施例１の内視鏡用光学系の光線図である。
【図１０】実施例２の内視鏡用光学系のレンズ断面図である。
【図１１】実施例２の内視鏡用光学系の一部のレンズ断面図である。
【図１２】実施例３の内視鏡用光学系のレンズ断面図である。
【図１３】実施例３の内視鏡用光学系の一部のレンズ断面図である。
【図１４】実施例１の内視鏡用光学系の収差図である。
【図１５】実施例１の内視鏡用光学系の収差図である。
【図１６】実施例２の内視鏡用光学系の収差図である。
【図１７】実施例２の内視鏡用光学系の収差図である。
【図１８】実施例３の内視鏡用光学系の収差図である。
【図１９】実施例３の内視鏡用光学系の収差図である。
【図２０】本実施形態の立体視内視鏡を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
実施例の説明に先立ち、本発明のある態様にかかる実施形態の作用効果を説明する。なお、本実施形態の作用効果を具体的に説明するに際しては、具体的な例を示して説明することになる。しかし、後述する実施例の場合と同様に、それらの例示される態様はあくまでも本発明に含まれる態様のうちの一部に過ぎず、その態様には数多くのバリエーションが存在する。したがって、本発明は例示される態様に限定されるものではない。
【００１５】
本実施形態の立体視内視鏡は、物体側より順に、対物光学系と、リレー光学系と、第１レンズ群と、光束分割素子と、第２レンズ群と、撮像素子と、を有し、対物光学系と、リレー光学系と、第１レンズ群と、光束分割素子は、共通光路上に配置され、光束分割素子の像側に、光束分割素子によって、第１光路と第２光路が形成され、第１光路と第２光路の各々に、第２レンズ群が配置され、対物光学系によって、物体の像が形成され、物体の像は、リレー光学系によってリレーされ、リレー光学系によって、第１レンズ群の物体側に中間像が形成され、第１レンズ群と第１光路に配置された第２レンズ群によって、第１像が形成され、第１レンズ群と第２光路に配置された第２レンズ群によって、第２像が形成され、第１像と第２像は、撮像素子で撮像され、光束分割素子は、入射面と射出面とを有し、中間像の中心を通り第１像の中心に到る第１光線と、中間像の中心を通り第２像の中心に到る第２光線は、入射面において共通光路の光軸から離れるように屈折されると共に、射出面において共通光路の光軸に近づくように屈折されることを特徴とする。
【００１６】
図１は、本実施形態の立体視内視鏡の概略構成図である。図１（ａ）は、撮像素子の数が２つの構成を示し、図１（ｂ）は、撮像素子の数が１つの構成を示している。
【００１７】
図１（ａ）に示す立体視内視鏡ＥＳ１と図１（ｂ）に示す立体視内視鏡ＥＳ２は、共に、内視鏡光学系と撮像素子とを有する。立体視内視鏡ＥＳ１の内視鏡光学系と立体視内視鏡ＥＳ２の内視鏡光学系は、同一である。
【００１８】
内視鏡光学系は、物体側より順に、対物光学系ＯＢＪと、リレー光学系ＲＬと、第１レンズ群Ｇ１と、光束分割素子ＢＳと、第２レンズ群Ｇ２と、を有する。
【００１９】
図１（ａ）と図１（ｂ）は、概略構成図である。そのため、対物光学系ＯＢＪは、１つのレンズで描かれている。しかしながら、実際には、対物光学系ＯＢＪは複数のレンズで構成されている。第１リレーレンズＲＬ１、第２リレーレンズＲＬ２、第１レンズ群Ｇ１及び第２レンズ群Ｇ１についても、同様である。
【００２０】
立体視内視鏡ＥＳ１は、第１撮像素子ＩＳ１と第２撮像素子ＩＳ２とを有する。立体視内視鏡ＥＳ２は、撮像素子ＩＳを有する。
【００２１】
内視鏡光学系では、共通光路ＯＰ、第１光路ＯＰ１及び第２光路ＯＰ２が形成されている。共通光路ＯＰには、対物光学系ＯＢＪと、リレー光学系ＲＬと、第１レンズ群Ｇ１と、光束分割素子ＢＳが配置されている。
【００２２】
光束分割素子ＢＳの像側には、光束分割素子ＢＳによって、第１光路ＯＰ１と第２光路ＯＰ２が形成されている。第１光路ＯＰ１と第２光路ＯＰ２は、共通光路ＯＰの光軸ＡＸと直交する方向に位置している。光軸ＡＸを挟んで、一方の側に第１光路ＯＰ１が位置し、他方の側に第２光路ＯＰ２が位置している。第１光路ＯＰ１と第２光路ＯＰ２の各々に、第２レンズ群Ｇ２が配置されている。
【００２３】
第１光路ＯＰ１の光軸ＡＸ１と第２光路ＯＰ２の光軸ＡＸ２は、共に、光軸ＡＸと平行であっても、非平行であっても良い。立体視内視鏡ＥＳ１や立体視内視鏡ＥＳ２では、光軸ＡＸ１と光軸ＡＸ２は、光軸ＡＸと平行になっている。
【００２４】
内視鏡光学系では、対物光学系ＯＢＪによって、物体の像Ｉｏが形成される。対物光学系ＯＢＪ像側には、リレー光学系ＲＬが配置されている。物体の像Ｉｏは、リレー光学系ＲＬによってリレーされる。
【００２５】
リレー光学系ＲＬは、第１リレーレンズＲＬ１と第２リレーレンズＲＬ２とを有する。第１リレーレンズＲＬ１によって、第１リレー像Ｉ１が形成され、第２リレーレンズＲＬ２によって、第２リレー像Ｉ２が形成される。リレーレンズの数は２つに限られない。リレーレンズの数は、１つでも良く、また、３つ以上でも良い。
【００２６】
リレー光学系ＲＬの像側には、第１レンズ群Ｇ１が配置されている。このようにすることで、光束径を小さくすることができる。
【００２７】
第１レンズ群Ｇ１の物体側には、中間像が形成されている。リレー光学系ＲＬでリレーされた像は、第１レンズ群Ｇ１の物体側に形成される。よって、リレー光学系ＲＬでリレーされた像が、中間像になる。図１（ａ）や図１（ｂ）では、第２リレー像Ｉ２が中間像Ｉ２になる。
【００２８】
第１レンズ群Ｇ１の像側には、光束分割素子ＢＳが配置されている。図１（ｂ）に示すように、光束分割素子ＢＳは、入射面Ｓinと射出面Ｓoutとを有する。光束分割素子ＢＳによって、光束分割素子ＢＳの像側に、第１光路ＯＰ１と第２光路ＯＰ２が形成される。
【００２９】
第１レンズ群Ｇ１と第１光路ＯＰ１に配置された第２レンズ群Ｇ２によって、第１像ＩＬ１が形成される。第１レンズ群Ｇ１と第２光路ＯＰ２に配置された第２レンズ群Ｇ２によって、第２像ＩＬ２が形成される。
【００３０】
第１像ＩＬ１と第２像ＩＬ２は、撮像素子で撮像される。立体視内視鏡ＥＳ１では、第１像ＩＬ１は第１撮像素子ＩＳ１で撮像され、第２像ＩＬ２は第２撮像素子ＩＳ２で撮像される。立体視内視鏡ＥＳ２では、第１像ＩＬ１と第２像ＩＬ２は、撮像素子ＩＳで撮像される。
【００３１】
上述のように、図１（ａ）と図１（ｂ）は、概略構成図である。そのため、図１（ａ）や図１（ｂ）では、入射面Ｓinと射出面Ｓoutは、光軸ＡＸと直交する平面になっている。しかしながら、入射面Ｓinと射出面Ｓoutは、実際には、光軸ＡＸと直交する平面ではない。よって、光線が光束分割素子ＢＳを通過する際、図１（ｂ）に示すように、入射面Ｓinにおける入射位置と射出面Ｓoutにおける射出位置とが異なる。
【００３２】
第１光路ＯＰ１を進行する光線の屈折と、第２光路ＯＰ２を進行する光線の屈折について説明する。中間像Ｉ２の中心を通り第１像ＩＬ１の中心に到る光線は、複数存在する。同様に、中間像Ｉ２の中心を通り第２像ＩＬ２の中心に到る光線は、複数存在する。
【００３３】
そこで、説明では、第１光路ＯＰ１の光軸ＡＸ１上を進行する光線（以下、「第１光線ＬＢ１」という）と、第２光路ＯＰ２の光軸ＡＸ２上を進行する光線（以下、「第２光線ＬＢ２」という）と、を用いる。
【００３４】
第１光線ＬＢ１は、入射面Ｓinで屈折される。この屈折によって、第１光線ＬＢ１は、光軸ＡＸから離れていく。第１光線ＬＢ１は、射出面Ｓoutで屈折される。この屈折によって、第１光線ＬＢ１は、光軸ＡＸに近づく。
【００３５】
第２光線ＬＢ２は、入射面Ｓinで屈折される。この屈折によって、第２光線ＬＢ２は、光軸ＡＸから離れていく。第２光線ＬＢ２は、射出面Ｓoutで屈折される。この屈折によって、第２光線ＬＢ２は、光軸ＡＸに近づく。
【００３６】
このように、第１光線ＬＢ１と第２光線ＬＢ２は、入射面Ｓinにおいて光軸ＡＸから離れるように屈折されると共に、射出面Ｓoutにおいて光軸ＡＸに近づくように屈折される。
【００３７】
このようにすることで、視差を適切に確保しながら、第１像ＩＬ１と第２像ＩＬ２との間隔を良好に保つことができる。更に、入射面Ｓinで発生する非対称な収差を、射出面Ｓoutで打ち消すことができる。そのため、光学系を小型化しつつ、良好な改造性能を確保することができる。
【００３８】
立体視内視鏡ＥＳ１や立体視内視鏡ＥＳ２では、第１像ＩＬ１と第２像ＩＬ２は、中間像Ｉ２に対してシフトしている。また、２つの第２レンズ群Ｇ２は、第１レンズ群Ｇ１に対してシフトしている。そこで、光軸ＡＸ１と光軸ＡＸ２を光軸ＡＸと平行にすると共に、像に関するシフト量とレンズに関するシフト量とを同量程度にする。このようにすることで、偏心収差の発生をより効果的に抑えることができる。
【００３９】
内視鏡では、接眼光学系を使って中間像Ｉ２を観察することができる。そこで、第１レンズ群Ｇ１の一部又は全部を、接眼光学系に置き換えても良い。
【００４０】
本実施形態の立体視内視鏡は、以下の条件式（１）を満足することが好ましい。
−０．１≦（ＦＬBSout−ＦＬBSin)／（ＦＬBSout＋ＦＬBSin)≦０．１      （１）
ここで、
ＦＬBSinは、光束分割素子の入射面における焦点距離、
ＦＬBSoutは、光束分割素子の射出面における焦点距離、
である。
【００４１】
光束分割素子では、入射面の焦点距離と射出面の焦点距離が同程度であることが好ましい。条件式（１）を満足することにより、入射面で発生する非対称な収差を、射出面で発生する収差でほぼ打ち消すことができる。これにより、非対称な収差を小さく抑えることができる。
【００４２】
本実施形態の立体視内視鏡は、以下の条件式（２）、（３）を満足することが好ましい。
−０．０１≦Ｙimg／ＦＬBSin≦０．０１      （２）
−０．０１≦Ｙimg／ＦＬBSout≦０．０１      （３）
ここで、
ＦＬBSinは、光束分割素子の入射面における焦点距離、
ＦＬBSoutは、光束分割素子の射出面における焦点距離、
Ｙimgは、最大像高、
である。
【００４３】
条件式（２）は、最大像高と、光束分割素子の入射面における焦点距離と、に関する条件式である。条件式（３）は、最大像高と、光束分割素子の射出面における焦点距離と、に関する条件式である。
【００４４】
図２は、撮像素子に形成された像を示す図である。図２（ａ）は、撮像素子の数が２つの場合を示し、図２（ｂ）は、撮像素子の数が１つの場合を示している。
【００４５】
撮像素子の数が２つの場合、第１像ＩＬ１は第１撮像素子ＩＳ１の撮像面上に形成され、第２像ＩＬ２は第２撮像素子ＩＳ２の撮像面上に形成されている。ここでは、第１撮像素子ＩＳ１を例に説明する。第１撮像素子ＩＳ１は、２点鎖線で示す第１有効領域ＥＡ１を有する。
【００４６】
最大像高は、有効領域に形成される像の高さのうちで、最大となる像高である。第１有効領域ＥＡ１は矩形であるので、対角線方向の像高が最大像高になる。有効領域が円形の場合、どの方向でも像高は同じであるので、任意の方向の像高が最大像高になる。撮像素子ＩＳ２や撮像素子ＩＳにおいても、同様である。
【００４７】
光束分割素子では、入射面と射出面が、共に屈折力をほとんど持たない面であることが好ましい。条件式（２）、（３）を満足することにより、入射面における非対称な収差の発生や、射出面における非対称な収差の発生を抑えることができる。
【００４８】
光束分割素子の入射面における焦点距離は、例えば、１０００ｍｍにすることができる。このようにすることで、光束分割素子において、光線高を低く抑えることができる。光束分割素子では、入射面と射出面が、共に平面であることがより望ましい。
【００４９】
本実施形態の立体視内視鏡では、撮像素子は、第１像を撮像する第１有効領域と、第２像を撮像する第２有効領域と、を有し、以下の条件式（４）を満足することが好ましい。
０．０５≦Ｄivlr／Ｙimgh≦２      （４）
ここで、
Ｄivlrは、第１有効領域と第２有効領域との最小間隔、
Ｙimghは、所定の像高、
最小間隔は、第１有効領域の外周上の一点と第２有効領域の外周上の一点との間隔のうち、最小となる間隔、
所定の像高は、最大像高を視差方向に投影した時の像高、
間隔は、視差方向における間隔、
視差方向は、第１光路における光軸と第２光路における光軸の両方と直交する方向、
である。
【００５０】
条件式（４）は、第１有効領域と第２有効領域との最小間隔と、所定の像高と、に関する条件式である。
【００５１】
第１有効領域と第２有効領域との最小間隔は、第１有効領域と第２有効領域との間隔のうちで、最小となる間隔である。最小間隔は、第１有効領域の外周上の一点と第２有効領域の外周上の一点との間隔を、各点について求め、求めた間隔を比較することで決まる。
【００５２】
図２（ａ）、（ｂ）では、第１有効領域ＥＡ１と第２有効領域ＥＡ２は、紙面内の左右方向に並んで位置している。また、第１有効領域ＥＡ１と第２有効領域ＥＡ２は、共に矩形になっている。
【００５３】
第１有効領域ＥＡ１の外周上の一点と第２有効領域ＥＡ２の外周上の一点との間隔を、各点について比較する。第１有効領域ＥＡ１の右辺の最も近くに、第２有効領域ＥＡ２の左辺が位置する。よって、第１有効領域ＥＡ１の右辺と第２有効領域ＥＡ２の左辺との間隔が最小になる。
【００５４】
このように、図２（ａ）、（ｂ）では、第１有効領域ＥＡ１の右辺と第２有効領域ＥＡ２の左辺との間隔が、第１有効領域ＥＡ１と第２有効領域ＥＡ２との最小間隔になる。
【００５５】
視差は、第１像ＩＬ１と第２像ＩＬ２がシフトする方向に生じる。第１像ＩＬ１のシフトと第２像ＩＬ２のシフトは、光軸ＡＸ１と光軸ＡＸ２の両方と直交する方向に生じる。よって、光軸ＡＸ１と光軸ＡＸ２の両方と直交する方向が、視差方向になる。
【００５６】
図２（ａ）、（ｂ）では、光軸ＡＸ１と光軸ＡＸ２の両方と直交する方向は、紙面内の左右方向である。よって、紙面内の左右方向が視差方向になる。また、所定の像高は、最大像高を視差方向に投影した時の像高である。よって、紙面内の左右方向の像高が、所定の像高になる。
【００５７】
条件式（４）の上限値を上回らないようにすることで、第１光路における光束の割合と第２光路における光束の割合とを適切に保つことができる。これにより、非対称な収差の発生や高次のコマ収差の発生を抑えることができる。その結果、良好な解像性能を確保しながら、光学系を小型化することができる。
【００５８】
条件式（４）の下限値を下回らないようにすることで、第１光路における光束の割合と第２光路における光束の割合を適切保ちながら、第２レンズ群の有効径を十分に確保することができる。そのため、第２レンズ群における軸外収差の発生、特にコマ収差の発生を抑えることができる。
【００５９】
本実施形態の立体視内視鏡では、開口絞りが、第１レンズ群と光束分割素子との間、又は、光束分割素子と第２レンズ群との間に配置されていることが好ましい。
【００６０】
このようにすることで、光束分割素子のサイズを小さくすることができる。
【００６１】
本実施形態の立体視内視鏡は、以下の条件式（５）を満足することが好ましい。
０．７≦Ｄivs／（Ｄivlr／２＋Ｙimgh）≦１．３      （５）
ここで、
Ｄivsは、入射点と射出点との間隔、
Ｄivlrは、第１有効領域と第２有効領域との最小間隔、
Ｙimghは、所定の像高、
入射点は、第１光線と入射面との交点、
射出点は、第１光線と射出面との交点、
最小間隔は、第１有効領域の外周上の一点と第２有効領域の外周上の一点との間隔のうち、最小となる間隔、
所定の像高は、最大像高を視差方向に投影した時の像高、
間隔は、視差方向における間隔、
視差方向は、第１光路における光軸と第２光路における光軸の両方と直交する方向、
である。
【００６２】
条件式（５）は、入射点と射出点との間隔、第１有効領域と第２有効領域との最小間隔及び所定の像高に関する条件式である。
【００６３】
図３は、本実施形態の立体視内視鏡の概略構成図である。上述のように、第１光線ＬＢ１は、光束分割素子ＢＳの入射面Ｓinにおいて、共通光路の光軸から離れるように屈折される。よって、第１光線ＬＢ１が光束分割素子ＢＳを通過する際、入射面Ｓinにおける入射位置Ｐinと射出面Ｓoutにおける射出位置Ｐoutとが異なる。
【００６４】
入射位置Ｐinは、第１光線ＬＢ１と入射面Ｓinとの交点である。よって、入射位置Ｐinは入射点である。また、射出位置Ｐoutは、第１光線ＬＢ１と射出面Ｓoutとの交点である。よって、射出位置Ｐoutは射出点である。
【００６５】
図３では、光軸ＡＸ１と光軸ＡＸ２の両方と直交する方向は、紙面内の上下方向である。この場合、紙面内の上下方向が視差方向になる。よって、入射位置Ｐinと射出位置Ｐoutとの間隔が、入射点と射出点との間隔になる。
【００６６】
入射点は、第２光線と入射面との交点であっても良い。また、射出点は、第２光線と射出面との交点であっても良い。
【００６７】
条件式（５）の上限値を上回らないようにすることで、第１光路における光束の割合と第２光路における光束の割合とを適切に保つことができる。これにより、非対称な収差の発生や高次のコマ収差の発生を抑えることができる。その結果、良好な解像性能を確保しながら、光学系を小型化することができる。
【００６８】
条件式（５）の下限値を下回らないようにすることで、第１光路における光束の割合と第２光路における光束の割合を適切保ちながら、第２レンズ群の有効径を十分に確保することができる。そのため、第２レンズ群における軸外収差の発生、特にコマ収差の発生を抑えることができる。
【００６９】
入射点と射出点との間隔は、例えば、０．２２ｍｍにすることができる。この場合、物体空間における第１光線と第２光線との交点は、物体距離が５０ｍｍのときの位置になる。
【００７０】
入射点と射出点との間隔を、例えば０．３ｍｍにすることにより、物体空間における第１光線と第２光線との交点を、物体距離が１２ｍｍのときの位置にすることができる。その結果、内視鏡光学系の画角を大きく維持しながら、立体視を行う際に、近距離に位置する物体の画像を、観察者から遠く離れた位置に形成することができる。このとき、条件式の値は０．９７になる。
【００７１】
本実施形態の立体視内視鏡は、以下の条件式（６）を満足することが好ましい。
０．８≦Ｄ2f／ＦＬG1f≦１．２      （６）
ここで、
Ｄ2fは、共通光路の光軸上における第１レンズ群の物体側主点位置と中間像との間隔、
ＦＬG1fは、第１レンズ群の物体側焦点距離、
である。
【００７２】
第１光線と第２光線は、光束分割素子に入射した後、光束分割素子から射出する。光束分割素子から射出した第１光線と第２光線が、共に、共通光学系の光軸と非平行の場合、３つの光線における光路長に差異が生じる。その結果、偏心収差が発生する。よって、光束分割素子から射出した時、第１光線と第２光線は、共に、共通光学系の光軸と略平行であることが好ましい。
【００７３】
３つの光線について、説明する。図３に示すように、３つの光線は、軸上光線ＬＣ、上側従属光線ＬＵ、及び下側従属光線ＬＬである。上側従属光線ＬＵと下側従属光線ＬＬは、共に軸外光線である。ここでは、第２像ＩＬ２を形成する光線で説明しているが、第１像ＩＬ１についても同様である。
【００７４】
条件式（６）の上限値を上回らないようにするか、又は、条件式（６）の下限値を下回らないようにすることで、３つの光線における光路長の差異を小さくすることができる。その結果、３つの光線における光路長の差異による偏心収差の発生を、抑えることができる。
【００７５】
本実施形態の立体視内視鏡では、射出面を射出した第１光線と射出面を射出した第２光線は、共に、共通光路の光軸と平行であることが好ましい。
【００７６】
このようにすることにより、偏心収差の発生を、より効果的に抑えることができる。
【００７７】
本実施形態の立体視内視鏡では、入射面と射出面は、共通光路の光軸との交点から物体側に向かうにつれて、共通光路の光軸からの距離が増大する形状を有することが好ましい。
【００７８】
光束分割素子の入射面や射出面では、主光線に対して非対称な収差が発生し易い。入射面の形状や射出面の形状を上述のようにすることにより、非対称な収差の発生を、より小さく抑えることができる。
【００７９】
図４は、本実施形態の立体視内視鏡の概略構成図である。図４には、光束分割素子の具体的な構成が示されている。
【００８０】
図４に示すように、光束分割素子ＢＳは、入射面Ｓinと射出面Ｓoutとを有する。入射面Ｓinは、第１光線ＬＢ１が入射する第１入射面Ｓin1と、第２光線ＬＢ２が入射する第２入射面Ｓin2と、で構成されている。第１入射面Ｓin1と第２入射面Ｓin2は、光軸ＡＸを含む面に対して面対称になっている。
【００８１】
第１入射面Ｓin1の法線と第２入射面Ｓin2の法線は、共に、光軸ＡＸと交差する。第１入射面Ｓin1と第２入射面Ｓin2は、光軸ＡＸとの交点から物体側に向かうにつれて、光軸ＡＸからの距離が増大する形状になっている。
【００８２】
射出面Ｓoutは、第１光線ＬＢ１が射出する第１射出面Ｓout1と、第２光線ＬＢ２が射出する第２射出面Ｓout2と、で構成されている。第１射出面Ｓout1と第２射出面Ｓout2は、光軸ＡＸを含む面に対して面対称になっている。
【００８３】
第１射出面Ｓout1の法線と第２射出面Ｓout2の法線は、共に、光軸ＡＸと交差する。第１射出面Ｓout1と第２射出面Ｓout2は、光軸ＡＸとの交点から物体側に向かうにつれて、光軸ＡＸからの距離が増大する形状になっている。
【００８４】
本実施形態の立体視内視鏡は、以下の条件式（７）を満足することが好ましい。
０．０５≦Ｄivs／Ｄs≦０．７      （７）
ここで、
Ｄivsは、入射点と射出点との間隔、
Ｄsは、入射面と射出面との間隔、
入射点は、第１光線と入射面との交点、
射出点は、第１光線と射出面との交点、
間隔は、視差方向における間隔、
視差方向は、第１光路における光軸と第２光路における光軸の両方と直交する方向、
である。
【００８５】
条件式（７）を満足しない場合、入射面と射出面との間隔が広くなりすぎてしまう。この場合、光束分割素子を通過する光線の高さが高くなる。そのため、光束分割素子が大型化してしまう。
【００８６】
また、条件式（７）を満足しない場合、入射面と射出面との間隔が狭くなりすぎてしまう。この場合、２つの主光線の間に、様々な差が生じる。ここでは、図３の上側従属光線ＬＵと下側従属光線ＬＬを用いて説明する。
【００８７】
第２像ＩＬ２において、光軸ＡＸ２を基準にして、光軸ＡＸから離れる方向をプラス方向、光軸ＡＸに近づく方向をマイナス方向とする。上側従属光線ＬＵは、第２像ＩＬ２のプラス方向の点ＰI+に到達し、下側従属光線ＬＬは、第２像ＩＬ２のマイナス方向の点ＰI-に到達する。
【００８８】
光軸ＡＸ２から点ＰI+までの距離と、光軸ＡＸ２から点ＰI-までの距離は、等しい。よって、点ＰI+における像高と点ＰI-における像高は、同じである。しかしながら、点ＰI+に到達する光線（以下、「光線ＰI+」という）の光路長と、点ＰI-に到達する光線（以下、「光線ＰI-」という）の光路長と、は異なる。
【００８９】
そのため、光束分割素子への入射角度の差は、光線ＰI+と光線ＰI-との間で大きくなる。光束分割素子からの射出角度の差についても、同様である。また、透過率についても、光線ＰI+と光線ＰIとでばらついてしまう。従属光線を用いて説明したが、主光線についても同様である。
【００９０】
上述のように、光線ＰI+の光路長と光線ＰI-の光路長は異なる。像高が高くなるにつれて、光線ＰI+の光路長と光線ＰI-の光路長との差は大きくなる。よって、像高が高くなるにつれて、点ＰI+における収差量と点ＰI-における収差量との差も大きくなる。
【００９１】
条件式（７）の上限値を上回らないようにすることで、撮像素子の周辺に結像する２つの軸外光線、例えば、光線ＰI+と光線ＰI-との間で光路差が大きくなることを防止できる。その結果、非対称な収差が発生することを抑えることができる。
【００９２】
条件式（７）の下限値を下回らないようにすることで、光束分割素子を通過する光線の高さが、高くなりすぎないようにすることができる。その結果、光束分割素子が大きくなることを防ぐことができる。
【００９３】
本実施形態の立体視内視鏡は、以下の条件式（８）を満足することが好ましい。
０．８５≦Ｄivax／（Ｄs／ＣＯＳΘ×ＳＩＮ（θ−Θ））≦１．１５      （８）
ここで、
Θ＝ＡＳＩＮ（（１／ｎBS）×ＳＩＮθ）、
Ｄivaxは、共通光路の光軸と第１光路の光軸との間隔、
Ｄsは、入射面と射出面との間隔、
θは、共通光路の光軸と直交する面と入射面とのなす角度、
ｎBSは、光束分割素子のｄ線における屈折率、
入射点は、第１光線と入射面との交点、
射出点は、第１光線と射出面との交点、
間隔は、視差方向における間隔、
視差方向は、第１光路における光軸と第２光路における光軸の両方と直交する方向、
である。
【００９４】
図４に示すように、Ｄivaxは、光軸ＡＸと光軸ＡＸ１との間隔である。ただし、Ｄivaxは、光軸ＡＸと光軸ＡＸ２との間隔であっても良い。
【００９５】
条件式（８）の上限値を上回らないようにするか、又は、条件式（８）の下限値を下回らないようにすることで、第２レンズ群による偏心収差の発生を抑えることができる。
【００９６】
共通光路の光軸と第１光路の光軸との間隔は、例えば、１．４１ｍｍにすることができる。また、共通光路の光軸と第１光路の光軸との間隔は、例えば、１．６ｍｍにすることができる。この場合、第１光路と第２光路との間隔を大きく確保することができる。このとき、条件式の値は１．１４になる。
【００９７】
本実施形態の立体視内視鏡は、以下の条件式（９）を満足することが好ましい。
０．６≦ΦRLmax／Ｙmidimg≦３．５      （９）
ここで、
ΦRLmaxは、リレー光学系の最大レンズ径、
Ｙmidimgは、中間像の最大像高、
である。
【００９８】
条件式（９）は、リレー光学系に関する条件式である。立体視内視鏡の光学系では、樽型ディストーションが大きく発生すると、像の周辺部において、高い解像性能を得ることが困難になる。そのため、樽型ディストーションの発生を、小さく抑える必要がある。
【００９９】
条件式（９）の上限値を上回らないようにすることで、立体視内視鏡に求められる径や画角を維持しつつ、特にディストーションを小さく抑えることができる。
【０１００】
条件式（９）の下限値を下回らないようにすることで、軸外従属光線におけるケラレを抑えることができる。光線のケラレが抑えられることで、像の周辺においても、低周波成分を持つ構造から高周波成分を持つ構造までを良好に解像することができる。
【０１０１】
本実施形態の立体視内視鏡は、以下の条件式（１０）を満足することが好ましい。
０．６≦Ｄ2b／ＦＬG1≦２．５      （１０）
ここで、
Ｄ2bは、共通光路の光軸上における第１レンズ群の像側主点位置と光束分割素子との間隔、
ＦＬG1は、第１レンズ群の焦点距離、
である。
【０１０２】
条件式（１０）の上限値を上回らないようにするか、又は、条件式（１０）の下限値を下回らないようにすることで、軸外従属光線におけるケラレを小さく抑えることができる。光線のケラレが抑えられることで、像の周辺においても回折の影響を受けにくくなる。そのため、像の周辺においても、良好な解像性能を得ること、すなわち、低周波成分を持つ構造から高周波成分を持つ構造までを良好に解像することができる。
【０１０３】
本実施形態の立体視内視鏡は、以下の条件式（１１）を満足することが好ましい。
０．２≦Ｙmidimg／ＰBSin≦１．２      （１１）
ここで、
Ｙmidimgは、中間像の最大像高、
ＰBSinは、光束分割素子に入射する有効光線の高さ、
である。
【０１０４】
条件式（１１）の上限値を上回らないようにするか、又は、条件式（１１）の下限値を下回らないようにすることで、軸外従属光線におけるケラレを小さく抑えることができる。光線のケラレが抑えられることで、像の周辺においても回折の影響を受けにくくなる。そのため、像の周辺においても、良好な解像性能を得ること、すなわち、低周波成分を持つ構造から高周波成分を持つ構造までを良好に解像することができる。
【０１０５】
本実施形態の立体視内視鏡は、以下の条件式（１２）を満足することが好ましい。
０．０１≦Ｙmidimg／ＦＬG1≦０．２      （１２）
ここで、
Ｙmidimgは、中間像の最大像高、
ＦＬG1は、第１レンズ群の焦点距離、
である。
【０１０６】
条件式（１２）を満足することで、第１レンズ群による主光線傾角を小さくすることができる。これにより、プラス方向とマイナス方向で、非対称な収差の発生を抑制することができる。
【０１０７】
条件式（１２）の上限値を上回らないようにするか、又は、条件式（１２）の下限値を下回らないようにすることで、上下の軸外光線の光路長の差異により発生する偏心収差を抑えることができる。この光路長の差異とは、例えば、上側従属光線ＬＵの光路長と下側従属光線ＬＬの光路長との差異である。
【０１０８】
本実施形態の立体視内視鏡では、所定の瞳は、中間像よりも物体側で、中間像から最も近い位置に形成された瞳であり、光束分割素子は、所定の瞳と共役な位置に配置されていることが好ましい。
【０１０９】
このようにすることで、上下の軸外光線の光路長の差異により発生する偏心収差を抑えることができる。
【０１１０】
本実施形態の立体視内視鏡では、中間像よりも像側に開口絞りが配置され、開口絞りの開口部の形状は、円形であることが好ましい。
【０１１１】
円形絞りにすることで、十分な明るさを確保しながら、軸上光線をレンズ中心に近い領域で通過させることができる。そのため、特に、球面収差が良好に補正された状態を保つことができる。
【０１１２】
図５は開口絞りを示す図である。図５（ａ）は、円形の開口部を有する開口絞りを示している。開口絞りＡＳ１は、開口部ＡＰ１と、開口部ＡＰ１’と、遮光部ＳＨ１と、を有する。開口部ＡＰ１の形状と開口部ＡＰ１’の形状は、共に円である。開口絞りＡＰ１は、第１光路ＯＰ１上に位置するように設けられ、開口絞りＡＰ１’は、第２光路ＯＰ２上に位置するように設けられている。
【０１１３】
遮光部ＳＨ１は不透明な部材、例えば、金属板で構成されている。開口部ＡＰ１と開口部ＡＰ１’は金属板に形成された空隙（孔）である。
【０１１４】
遮光部ＳＨ１、開口部ＡＰ１及び開口部ＡＰ１’は透明な部材、例えば、ガラス板や樹脂板で構成されていても良い。遮光部ＳＨ１は、例えば、遮光塗料をガラス板上に塗布することで形成されている。一方、開口部ＡＰ１や開口部ＡＰ１’には何も塗布されていない。よって、開口部ＡＰ１や開口部ＡＰ１’はガラス板そのものである。
【０１１５】
本実施形態の立体視内視鏡では、中間像よりも像側に開口絞りが配置され、開口絞りの開口部の形状は、直交する２つの方向で長さが異なる形状であり、一方の方向は視差方向で、他方の方向は視差方向と直交する方向であることが好ましい。
【０１１６】
このようにすることで、適切な視差の確保と、開口部の面積の適切な確保とを両立することができる。そのため、開口部の形状が円である場合に比べて、視差を十分に確保しつつ、回折による解像性能の劣化を抑えることができる。
【０１１７】
図５（ｂ）、（ｃ）は、非円形の開口部を有する開口絞りを示している。開口絞りＡＳ２は、図５（ｂ）に示すように、開口部ＡＰ２と、開口部ＡＰ２’と、遮光部ＳＨ２と、を有する。開口部ＡＰ２の形状と開口部ＡＰ２’の形状は、共に楕円である。
【０１１８】
開口絞りＡＳ３は、図５（ｃ）に示すように、開口部ＡＰ３と、開口部ＡＰ３’と、遮光部ＳＨ３と、を有する。開口部ＡＰ３の形状と開口部ＡＰ３’の形状は、共に略半円である。
【０１１９】
開口部における視差方向の長さは、視差方向と直交する方向の長さよりも長いことが好ましい。
【０１２０】
第１光路に位置する開口部と、第２の光路に位置する開口部との間隔は、できるだけ大きいほうが好ましい。このようにすることで、十分な視差を確保することができる。
【０１２１】
第１光路に位置する開口部の形状と、第２の光路に位置する開口部の形状は、同じであることが好ましい。このようにすることで、第１像におけるボケと第２像におけるボケを同じすることができる。
【０１２２】
開口絞りＡＳ１、開口絞りＡＳ２及び開口絞りＡＳ３では、２つの開口部が１つの部材に設けられている。しかしながら、２つの開口部を、別々の部材に設けても良い。
【０１２３】
本実施形態の立体視内視鏡では、中間像よりも像側に開口絞りが配置され、以下の条件式（１３）を満足することが好ましい。
０＜Ｌss／ＦＬG1≦０．８      （１３）
ここで、
Ｌssは、共通光路の光軸上における入射面と開口絞りとの間隔、
ＦＬG1は、第１レンズ群の焦点距離、
である。
【０１２４】
条件式（１３）の上限値を上回らないようにするか、又は、条件式（１３）の下限値を下回らないようにすることで、軸外従属光線におけるケラレを小さく抑えることができる。光線のケラレが抑えられることで、像の周辺においても回折の影響を受けにくくなる。そのため、像の周辺においても、良好な解像性能を得ること、すなわち、低周波成分を持つ構造から高周波成分を持つ構造までを良好に解像することができる。
【０１２５】
本実施形態の立体視内視鏡は、以下の条件式（１４）を満足することが好ましい。
０．０１≦Ｙimg／ＦＬG1≦０．２      （１４）
ここで、
Ｙimgは、最大像高、
ＦＬG1は、第１レンズ群の焦点距離、
である。
【０１２６】
条件式（１４）の上限値を上回らないようにするか、又は、条件式（１４）の下限値を下回らないようにすることで、軸外従属光線におけるケラレを小さく抑えることができる。光線のケラレが抑えられることで、像の周辺においても回折の影響を受けにくくなる。そのため、像の周辺においても、良好な解像性能を得ること、すなわち、低周波成分を持つ構造から高周波成分を持つ構造までを良好に解像することができる。
【０１２７】
本実施形態の立体視内視鏡は、以下の条件式（１５）を満足することが好ましい。
０．０１≦Ｙimg／ＦＬG2≦０．５      （１５）
ここで、
Ｙimgは、最大像高、
ＦＬG2は、第２レンズ群の焦点距離、
である。
【０１２８】
条件式（１５）の上限値を上回らないようにするか、又は、条件式（１５）の下限値を下回らないようにすることで、バックフォーカスを適切に確保することができる。
【０１２９】
本実施形態の立体視内視鏡では、第１レンズ群は複数のレンズを有し、合焦時に、複数のレンズの少なくとも一部のレンズが、共通光路の光軸に沿って移動することが好ましい。
【０１３０】
このようにすることで、近点から遠点までの間のどの位置でも、良好な解像性能で合焦を行うことができる。
【０１３１】
本実施形態の立体視内視鏡では、第２レンズ群は複数のレンズを有し、合焦時に、複数のレンズの少なくとも一部のレンズが、第１光路の光軸や第２光路の光軸に沿って移動することが好ましい。
【０１３２】
このようにすることで、物体の位置が近点から遠点までの間のどの位置であっても、良好な解像性能で合焦を行うことができる。
【０１３３】
本実施形態の立体視内視鏡では、撮像素子は、第１光路上に位置する第１撮像領域と、第２光路上に位置する第２撮像領域と、を有し、第１撮像領域の中心と第２撮像領域の中心との間隔は、第１光路の光軸と第２光路の光軸との間隔よりも大きいことが好ましい。
【０１３４】
第１像と第２像は撮像素子で撮像され、これにより、第１像の画像と第２像の画像の取得が行われる。取得された２つの画像は、例えばモニタに表示される。モニタに表示された２つの画像によって、立体視を行うことができる。
【０１３５】
上述のようにすることで、立体視の際に、観察者から見て、モニタの位置よりも遠い位置に立体像を形成しやすくなる。そのため、立体視の際の観察者の疲労蓄積を、軽減することができる。
【０１３６】
物体空間における第１光線と第２光線とが、物体距離が６０ｍｍのときの位置で交わっている構成で、例えば、第１有効領域と第２有効領域を、視差方向に１０μｍシフトする。このようにすることで、左右光線の交点を、物体距離が３０ｍｍのときの位置に変更することができる。その結果、内視鏡光学系の画角を大きく維持しながら、立体視を行う際に、近距離に位置する物体の画像を、観察者から遠い距離に形成することができる。
【０１３７】
本実施形態の立体視内視鏡では、中間像よりも像側に、有効光線以外の光線を遮光するフレア絞りが配置されていることが好ましい。
【０１３８】
このようにすることで、ゴーストの発生を抑えることができる。特に、光束分割素子の物体側、又は像側で、光学絞りの配置されていない側に、フレア絞りを配置することが有効である。
【０１３９】
各条件式について、以下のように下限値、または上限値を変更しても良い。
条件式（１）については、以下の通りである。
下限値を−０．０５にすることが好ましい。
上限値を０．０５にすることが好ましい。
条件式（２）については、以下の通りである。
下限値を−０．００５にすることが好ましい。
上限値を０．００５にすることが好ましい。
条件式（３）については、以下の通りである。
下限値を−０．００５にすることが好ましい。
上限値を０．００５にすることが好ましい。
条件式（４）については、以下の通りである。
下限値を０．０７、０．０９のいずれかにすることが好ましい。
上限値を１．５、１．３のいずれかにすることが好ましい。
条件式（５）については、以下の通りである。
下限値を０．８、０．９のいずれかにすることが好ましい。
上限値を１．２、１．１のいずれかにすることが好ましい。
条件式（６）については、以下の通りである。
下限値を０．９、０．９５のいずれかにすることが好ましい。
上限値を１．１、１．０５のいずれかにすることが好ましい。
条件式（７）については、以下の通りである。
下限値を０．０８、０．１のいずれかにすることが好ましい。
上限値を０．５、０．３のいずれかにすることが好ましい。
条件式（８）については、以下の通りである。
下限値を０．９、０．９５のいずれかにすることが好ましい。
上限値を１．１、１．０５のいずれかにすることが好ましい。
条件式（９）については、以下の通りである。
下限値を０．８、１のいずれかにすることが好ましい。
上限値を３．３、３のいずれかにすることが好ましい。
条件式（１０）については、以下の通りである。
下限値を０．７５、０．９のいずれかにすることが好ましい。
上限値を２、１．７のいずれかにすることが好ましい。
条件式（１１）については、以下の通りである。
下限値を０．３、０．４のいずれかにすることが好ましい。
上限値を１．１、１のいずれかにすることが好ましい。
条件式（１２）については、以下の通りである。
下限値を０．０２５、０．０４のいずれかにすることが好ましい。
上限値を０．１７、０．１５のいずれかにすることが好ましい。
条件式（１３）については、以下の通りである。
下限値を０．１、０．２のいずれかにすることが好ましい。
上限値を０．７５、０．６のいずれかにすることが好ましい。
条件式（１４）については、以下の通りである。
下限値を０．０２、０．０３のいずれかにすることが好ましい。
上限値を０．１５、０．１のいずれかにすることが好ましい。
条件式（１５）については、以下の通りである。
下限値を０．０３、０．０５のいずれかにすることが好ましい。
上限値を０．３、０．２のいずれかにすることが好ましい。
【０１４０】
以下に、立体視内視鏡に用いられる内視鏡用光学系の実施例を、図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【０１４１】
内視鏡用光学系の実施例について説明する。図６、図１０、図１２は、各実施例の内視鏡用光学系のレンズ断面図である。これらのレンズ断面図は、Ｘ−Ｚ面内の断面図である。ここでは、共通光路ＯＰの光軸ＡＸをＺ軸、Ｚ軸と直交し、且つ視差方向と平行な軸をＹ軸、Ｚ軸とＹ軸の両方に直交する軸をＸ軸としている。
【０１４２】
図７、図１１、図１３は、各実施例の内視鏡用光学系の一部のレンズ断面図である。これらのレンズ断面図は、Ｙ−Ｚ面内の断面図である。図７のレンズ断面図は、中間像Ｉ３から像側に位置する光学系の断面図である。また、図７における断面は、図６の断面と直交する断面である。
【０１４３】
図８は、実施例１の内視鏡用光学系における開口絞りを示す図である。開口絞りは、円形の開口部を２つ有している。図９は、実施例１の内視鏡用光学系の光線図である。図９（ａ）は、図６と同じ断面における光線図である。図９（ｂ）は、図７と同じ断面における光線図である。
【０１４４】
図１４乃至図１９は、各実施例の内視鏡用光学系の収差図である。各実施例の収差図において、（ａ）は非点収差（ＡＳ）、（ｂ）は歪曲収差（ＤＴ）、（ｃ）乃至（ｊ）は横収差を示している。
【０１４５】
横収差において、横軸の最大値は±２５μｍである。縦軸は、入射瞳径で規格化されている。Ｔａはタンジェンシャル方向、Ｓａはサジタル方向を表している。ＩＨ０は軸上、ＩＨ０．５は、最大像高の０．５倍、ＩＨ０．７は最大像高の０．７倍、ＩＨ１．０は最大像高の１．０倍を表している。
【０１４６】
図１４、図１６、図１８は、図２（ａ）に示す光学像ＩＬ１において、光軸ＡＸ１から右上側の像における収差図である。図１５、図１７、図１９は、光学像ＩＬ１において、光軸ＡＸ１から左下側の像における収差図である。
【０１４７】
実施例１の内視鏡用光学系は、物体側から順に、対物光学系ＯＢＪと、像リレーユニットと、第１レンズ群Ｇ１と、光束分割素子Ｐと、第２レンズ群Ｇ２と、を有する。像リレーユニットは、第１のリレー光学系ＲＬ１と、第２のリレー光学系ＲＬ２と、第３のリレー光学系ＲＬ３と、を有する。
【０１４８】
対物光学系ＯＢＪによって、１次像Ｉｏが形成される。１次像Ｉｏは、第１のリレー光学系ＲＬ１でリレーされる。これにより、第１リレー像Ｉ１が形成される。第１リレー像Ｉ１は、第２のリレー光学系ＲＬ２でリレーされる。これにより、第２リレー像Ｉ２が形成される。第２リレー像Ｉ２は、第３のリレー光学系ＲＬ３でリレーされる。これにより、第３リレー像Ｉ３が形成される。第３リレー像Ｉ３は中間像である。
【０１４９】
第３リレー像Ｉ３の像側には、第１レンズ群Ｇ１、光束分割素子Ｐ及び第２レンズ群Ｇ２が配置されている。第１レンズ群Ｇ１、光束分割素子Ｐ及び第２レンズ群Ｇ２によって、像Ｉが形成される。
【０１５０】
対物光学系ＯＢＪは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と、平凸正レンズＬ２と、両凸正レンズＬ３と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４と、両凹負レンズＬ５と、両凸正レンズＬ６と、からなる。ここで、両凸正レンズＬ３と負メニスカスレンズＬ４とが接合されている。両凹負レンズＬ５と両凸正レンズＬ６とが接合されている。負メニスカスレンズＬ１の物体側には、カバーガラスＣ１が配置されている。
【０１５１】
リレー光学系ＲＬ１は、平凸正レンズＬ７と、両凸正レンズＬ８と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ９と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１０と、両凸正レンズＬ１１と、平凸正レンズＬ１２と、からなる。ここで、両凸正レンズＬ８と負メニスカスレンズＬ９とが接合されている。負メニスカスレンズＬ１０と両凸正レンズＬ１１とが接合されている。
【０１５２】
リレー光学系ＲＬ２は、リレー光学系ＲＬ１と同一の光学系である。リレー光学系ＲＬ２は、平凸正レンズＬ１３と、両凸正レンズＬ１４と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１５と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１６と、両凸正レンズＬ１７と、平凸正レンズＬ１８と、からなる。ここで、両凸正レンズＬ１４と負メニスカスレンズＬ１５とが接合されている。負メニスカスレンズＬ１６と両凸正レンズＬ１７とが接合されている。
【０１５３】
リレー光学系ＲＬ３は、両凸正レンズＬ１９と、両凹負レンズＬ２０と、両凸正レンズＬ２１と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２２と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２３と、両凸正レンズＬ２４と、両凹負レンズ２５と、両凸正レンズＬ２６と、からなる。ここで、両凸正レンズＬ１９と両凹負レンズＬ２０とが接合されている。両凸正レンズＬ２１と負メニスカスレンズＬ２２とが接合されている。負メニスカスレンズＬ２３と両凸正レンズＬ２４とが接合されている。両凹負レンズＬ２５と両凸正レンズＬ２６とが接合されている。
【０１５４】
第１レンズ群Ｇ１は、両凸正レンズＬ２７と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２８と、両凸正レンズＬ２９と、からなる。ここで、負メニスカスレンズＬ２８と両凸正レンズＬ２９とが接合されている。
【０１５５】
光束分割素子Ｐは、入射面と射出面を有する。入射面と射出面は、光軸との交点から物体側に向かうにつれて、光軸からの距離が増大する形状を有する。
【０１５６】
第２レンズ群Ｇ２は、両凸正レンズＬ３０と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３１と、両凹負レンズＬ３２と、両凸正レンズＬ３３と、からなる。両凸正レンズＬ３３の像側には、カバーガラスＣ２とカバーガラスＣ３が配置されている。
【０１５７】
実施例２の内視鏡用光学系は、物体側から順に、対物光学系ＯＢＪと、像リレーユニットと、第１レンズ群Ｇ１と、光束分割素子Ｐと、第２レンズ群Ｇ２と、を有する。像リレーユニットは、第１のリレー光学系ＲＬ１と、第２のリレー光学系ＲＬ２と、第３のリレー光学系ＲＬ３と、を有する。
【０１５８】
対物光学系ＯＢＪによって、１次像Ｉｏが形成される。１次像Ｉｏは、第１のリレー光学系ＲＬ１でリレーされる。これにより、第１リレー像Ｉ１が形成される。第１リレー像Ｉ１は、第２のリレー光学系ＲＬ２でリレーされる。これにより、第２リレー像Ｉ２が形成される。第２リレー像Ｉ２は、第３のリレー光学系ＲＬ３でリレーされる。これにより、第３リレー像Ｉ３が形成される。第３リレー像Ｉ３は中間像である。
【０１５９】
第３リレー像Ｉ３の像側には、第１レンズ群Ｇ１、光束分割素子Ｐ及び第２レンズ群Ｇ２が配置されている。第１レンズ群Ｇ１、光束分割素子Ｐ及び第２レンズ群Ｇ２によって、像Ｉが形成される。
【０１６０】
対物光学系ＯＢＪは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と、平凸正レンズＬ２と、両凸正レンズＬ３と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４と、両凹負レンズＬ５と、両凸正レンズＬ６と、からなる。ここで、両凸正レンズＬ３と負メニスカスレンズＬ４とが接合されている。両凹負レンズＬ５と両凸正レンズＬ６とが接合されている。負メニスカスレンズＬ１の物体側には、カバーガラスＣ１が配置されている。
【０１６１】
リレー光学系ＲＬ１は、平凸正レンズＬ７と、両凸正レンズＬ８と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ９と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１０と、両凸正レンズＬ１１と、平凸正レンズＬ１２と、からなる。ここで、両凸正レンズＬ８と負メニスカスレンズＬ９とが接合されている。負メニスカスレンズＬ１０と両凸正レンズＬ１１とが接合されている。
【０１６２】
リレー光学系ＲＬ２は、リレー光学系ＲＬ１と同一の光学系である。リレー光学系ＲＬ２は、平凸正レンズＬ１３と、両凸正レンズＬ１４と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１５と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１６と、両凸正レンズＬ１７と、平凸正レンズＬ１８と、からなる。ここで、両凸正レンズＬ１４と負メニスカスレンズＬ１５とが接合されている。負メニスカスレンズＬ１６と両凸正レンズＬ１７とが接合されている。
【０１６３】
リレー光学系ＲＬ３は、両凸正レンズＬ１９と、両凹負レンズＬ２０と、両凸正レンズＬ２１と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２２と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２３と、両凸正レンズＬ２４と、両凹負レンズ２５と、両凸正レンズＬ２６と、からなる。ここで、両凸正レンズＬ１９と両凹負レンズＬ２０とが接合されている。両凸正レンズＬ２１と負メニスカスレンズＬ２２とが接合されている。負メニスカスレンズＬ２３と両凸正レンズＬ２４とが接合されている。両凹負レンズＬ２５と両凸正レンズＬ２６とが接合されている。
【０１６４】
第１レンズ群Ｇ１は、両凸正レンズＬ２７と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２８と、両凸正レンズＬ２９と、からなる。ここで、負メニスカスレンズＬ２８と両凸正レンズＬ２９とが接合されている。
【０１６５】
光束分割素子Ｐは、入射面と射出面を有する。入射面と射出面は、光軸との交点から物体側に向かうにつれて、光軸からの距離が増大する形状を有する。
【０１６６】
第２レンズ群Ｇ２は、両凸正レンズＬ３０と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３１と、両凹負レンズＬ３２と、両凸正レンズＬ３３と、からなる。両凸正レンズＬ３３の像側には、カバーガラスＣ２とカバーガラスＣ３が配置されている。
【０１６７】
実施例３の内視鏡用光学系は、物体側から順に、対物光学系ＯＢＪと、像リレーユニットと、第１レンズ群Ｇ１と、光束分割素子Ｐと、第２レンズ群Ｇ２と、を有する。像リレーユニットは、第１のリレー光学系ＲＬ１と、第２のリレー光学系ＲＬ２と、第３のリレー光学系ＲＬ３と、を有する。
【０１６８】
対物光学系ＯＢＪによって、１次像Ｉｏが形成される。１次像Ｉｏは、第１のリレー光学系ＲＬ１でリレーされる。これにより、第１リレー像Ｉ１が形成される。第１リレー像Ｉ１は、第２のリレー光学系ＲＬ２でリレーされる。これにより、第２リレー像Ｉ２が形成される。第２リレー像Ｉ２は、第３のリレー光学系ＲＬ３でリレーされる。これにより、第３リレー像Ｉ３が形成される。第３リレー像Ｉ３は中間像である。
【０１６９】
第３リレー像Ｉ３の像側には、第１レンズ群Ｇ１、光束分割素子Ｐ及び第２レンズ群Ｇ２が配置されている。第１レンズ群Ｇ１、光束分割素子Ｐ及び第２レンズ群Ｇ２によって、像Ｉが形成される。
【０１７０】
対物光学系ＯＢＪは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と、平凸正レンズＬ２と、両凸正レンズＬ３と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４と、両凹負レンズＬ５と、両凸正レンズＬ６と、からなる。ここで、両凸正レンズＬ３と負メニスカスレンズＬ４とが接合されている。両凹負レンズＬ５と両凸正レンズＬ６とが接合されている。負メニスカスレンズＬ１の物体側には、カバーガラスＣ１が配置されている。
【０１７１】
リレー光学系ＲＬ１は、平凸正レンズＬ７と、両凸正レンズＬ８と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ９と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１０と、両凸正レンズＬ１１と、平凸正レンズＬ１２と、からなる。ここで、両凸正レンズＬ８と負メニスカスレンズＬ９とが接合されている。負メニスカスレンズＬ１０と両凸正レンズＬ１１とが接合されている。
【０１７２】
リレー光学系ＲＬ２は、リレー光学系ＲＬ１と同一の光学系である。リレー光学系ＲＬ２は、平凸正レンズＬ１３と、両凸正レンズＬ１４と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１５と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１６と、両凸正レンズＬ１７と、平凸正レンズＬ１８と、からなる。ここで、両凸正レンズＬ１４と負メニスカスレンズＬ１５とが接合されている。負メニスカスレンズＬ１６と両凸正レンズＬ１７とが接合されている。
【０１７３】
リレー光学系ＲＬ３は、両凸正レンズＬ１９と、両凹負レンズＬ２０と、両凸正レンズＬ２１と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２２と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２３と、両凸正レンズＬ２４と、両凹負レンズ２５と、両凸正レンズＬ２６と、からなる。ここで、両凸正レンズＬ１９と両凹負レンズＬ２０とが接合されている。両凸正レンズＬ２１と負メニスカスレンズＬ２２とが接合されている。負メニスカスレンズＬ２３と両凸正レンズＬ２４とが接合されている。両凹負レンズＬ２５と両凸正レンズＬ２６とが接合されている。
【０１７４】
第１レンズ群Ｇ１は、両凸正レンズＬ２７と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２８と、両凸正レンズＬ２９と、からなる。ここで、負メニスカスレンズＬ２８と両凸正レンズＬ２９とが接合されている。
【０１７５】
光束分割素子Ｐは、入射面と射出面を有する。入射面と射出面は、光軸との交点から物体側に向かうにつれて、光軸からの距離が増大する形状を有する。
【０１７６】
第２レンズ群Ｇ２は、両凸正レンズＬ３０と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３１と、両凹負レンズＬ３２と、両凸正レンズＬ３３と、からなる。両凸正レンズＬ３３の像側には、カバーガラスＣ２とカバーガラスＣ３が配置されている。
【０１７７】
以下に、上記各実施例の数値データを示す。面データにおいて、ｒは各レンズ面の曲率半径、ｄは各レンズ面間の間隔、ｎｄは各レンズのｄ線の屈折率、νｄは各レンズのアッベ数である。
【０１７８】
各種データにおいて、ｆは内視鏡光学系の焦点距離、ＩＨは最大像高、ＦＮＯ．はＦナンバーである。また、アスペクト比データにおいて、ＩＨ０．５は、最大像高の０．５倍、ＩＨ０．７は最大像高の０．７倍、ＩＨ１．０は最大像高の１．０倍を表している。
【０１７９】
また、非球面形状は、光軸方向をｚ、光軸に直交する方向をｙにとり、円錐係数をｋ、非球面係数をＡ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２…としたとき、次の式で表される。
ｚ＝（ｙ2／ｒ）／［１＋｛１−（１＋ｋ）（ｙ／ｒ）2｝1/2］
＋Ａ４ｙ4＋Ａ６ｙ6＋Ａ８ｙ8＋Ａ１０ｙ10＋Ａ１２ｙ12＋…
また、非球面係数において、「Ｅ−ｎ」（ｎは整数）は、「１０−ｎ」を示している。なお、これら諸元値の記号は後述の実施例の数値データにおいても共通である。
【０１８０】
また、偏心データでは、偏心量を、Ｘ、Ｙ、Ｚ、傾き角を、α、β、γで表している。ＸはＸ軸方向の偏心量、ＹはＹ軸方向の偏心量、ＺはＺ軸方向の偏心量である。αはＸ軸に対する傾き角、βはＹ軸に対する傾き角、γはＺ軸に対する傾き角である。
【０１８１】
例えば、数値実施例１では、第１光路の第５４面におけるβの値がマイナスの値になっている。これは、第１光路の第５４面は、平面をＹ軸から反時計回りに回転させた状態になっていることを示している。
【０１８２】
数値実施例１
単位  ｍｍ
面データ
面番号         r         d         nd       νd
物体面       ∞      45.000
1         ∞       0.808     1.769     64.15
2         ∞       0.231
3*      13.058     1.212     1.806     40.93
4*       1.929     1.385
5         ∞      18.316     1.806     40.93
6       -8.083     0.682
7       11.817     6.555     1.497     81.55
8       -6.399     0.808     1.847     23.78
9      -20.664     1.635
10      -7.942     0.577     1.648     33.79
11       6.189    13.458     1.883     40.77
12     -29.965     6.704
13        ∞       5.769
14      27.433    46.190     1.516     64.14
15        ∞       2.651
16      31.907     9.265     1.497     81.55
17     -12.967     1.529     1.755     52.32
18     -26.692     2.308
19      26.692     1.529     1.755     52.32
20      12.967     9.265     1.497     81.55
21     -31.907     2.651
22        ∞      46.190     1.516     64.14
23     -27.433     5.769
24        ∞       5.769
25      27.433    46.190     1.516     64.14
26        ∞       2.651
27      31.907     9.265     1.497     81.55
28     -12.967     1.529     1.755     52.32
29     -26.692     2.308
30      26.692     1.529     1.755     52.32
31      12.967     9.265     1.497     81.55
32     -31.907     2.651
33        ∞      46.190     1.516     64.14
34     -27.433     5.769
35        ∞       5.769
36      15.852    12.576     1.883     40.77
37      -9.714     2.476     1.673     38.15
38       5.517     2.349
39      10.720    13.106     1.497     81.55
40      -5.171     3.011     1.516     64.14
41     -11.856     5.481
42      11.856     3.011     1.516     64.14
43       5.171    13.106     1.497     81.55
44     -10.720     2.349
45      -5.517     2.476     1.673     38.15
46       9.714    12.576     1.883     40.77
47     -15.852     5.769
48        ∞      15.658
49     131.496     2.156     1.487     70.24
50     -34.585     5.574
51      29.722    10.148     1.834     37.16
52      12.069    19.375     1.497     81.55
53     -21.137    23.077
54        ∞      10.500     1.768     71.70
55        ∞       2.308
56(絞り)  ∞       0.000
57      12.430     2.537     1.497     81.55
58     -27.546     0.512
59       6.120     2.568     1.497     81.55
60       7.393     1.892
61     -28.281     0.532     1.699     30.13
62       4.850     3.842
63      11.075     4.794     1.835     42.71
64     -29.957     6.049
65        ∞       0.808     1.521     66.54
66        ∞       0.577
67        ∞       0.577     1.516     64.14
68        ∞       0.692 
像面       ∞        
非球面データ
第３面
k=0
A4=1.106E-02,A6=-1.518E-03,A8=7.583E-05,A10=-2.149E-06
第４面
k=0.012
A4=1.930E-02,A6=-2.764E-03,A8=-1.240E-03,A10=-5.436E-04
各種データ
ＩＨ       1.61
ｆ         3.00
ＦＮＯ．   6.8
アスペクト比データ
IH1.0    IH0.5    IH0.7
1.61     0.8      1.12
水平   16     1.400    0.700    0.980
垂直    9     0.788    0.394    0.551
偏心データ
第１光路                         第２光路
第５４面
Ｘ      Ｙ      Ｚ               Ｘ      Ｙ      Ｚ
0.00    0.00    0.00             0.00    0.00    0.00
α      β      γ               α      β      γ
0.0   -26.3     0.0              0.0    26.3     0.0
第５５面
Ｘ      Ｙ      Ｚ               Ｘ      Ｙ      Ｚ
0.00    0.00    0.00             0.00    0.00    0.00
α      β      γ               α      β      γ
0.0   -26.3     0.0              0.0    26.3     0.0
第５６面乃至像面
Ｘ      Ｙ      Ｚ               Ｘ      Ｙ      Ｚ
0.00    2.20    0.00             0.00   -2.20    0.00
α      β      γ               α      β      γ
0.0     0.0     0.0              0.0     0.0     0.0
【０１８３】
数値実施例２
単位  ｍｍ
面データ
面番号         r         d         nd       νd
物体面       ∞      53.000
1         ∞       0.820     1.769     64.15
2         ∞       0.234
3*      14.205     1.230     1.806     40.93
4*       1.956     1.406
5         ∞      18.774     1.806     40.93
6       -8.174     0.442
7       11.793     6.564     1.497     81.55
8       -6.378     0.820     1.847     23.78
9      -19.803     1.593
10      -7.998     0.586     1.648     33.79
11       6.148    11.539     1.883     40.77
12     -29.708     6.807
13        ∞       5.857
14      27.090    47.215     1.516     64.14
15        ∞       2.767
16      32.318     9.534     1.497     81.55
17     -13.115     1.604     1.755     52.32
18     -27.240     2.343
19      27.240     1.604     1.755     52.32
20      13.115     9.534     1.497     81.55
21     -32.318     2.767
22        ∞      47.215     1.516     64.14
23     -27.090     5.857
24        ∞       5.857
25      27.090    47.215     1.516     64.14
26        ∞       2.767
27      32.318     9.534     1.497     81.55
28     -13.115     1.604     1.755     52.32
29     -27.240     2.343
30      27.240     1.604     1.755     52.32
31      13.115     9.534     1.497     81.55
32     -32.318     2.767
33        ∞      47.215     1.516     64.14
34     -27.090     5.857
35        ∞       5.857
36      16.018    12.678     1.883     40.77
37      -9.776     2.030     1.673     38.15
38       5.664     2.356
39      10.793    13.320     1.497     81.55
40      -5.447     3.003     1.516     64.14
41     -12.076     4.220
42      12.076     3.003     1.516     64.14
43       5.447    13.320     1.497     81.55
44     -10.793     2.356
45      -5.664     2.030     1.673     38.15
46       9.776    12.678     1.883     40.77
47     -16.018     5.857
48        ∞      15.896
49      84.608     2.385     1.487     70.24
50     -39.702     5.183
51      30.446     5.930     1.834     37.16
52      12.455    18.700     1.497     81.55
53     -21.254    23.428
54        ∞      10.660     1.768     71.70
55        ∞       2.343
56(絞り)  ∞       1.633
57      11.217     2.723     1.497     81.55
58     -39.406     0.468
59       6.189     2.563     1.497     81.55
60       7.530     1.939
61     -32.416     0.715     1.699     30.13
62       4.885     3.327
63      11.727     5.322     1.835     42.71
64     -32.637     5.762
65        ∞       0.820     1.521     66.54
66        ∞       0.586
67        ∞       0.586     1.516     64.14
68        ∞       0.703
像面       ∞
非球面データ
第３面
k=0
A4=1.065E-02,A6=-1.413E-03,A8=6.818E-05,A10=-1.868E-06
第４面
k=7.414E-03
A4=1.893E-02,A6=-2.463E-03,A8=-1.038E-03,A10=-4.742E-04
各種データ
ｆ         3.00
ＩＨ       1.49
ＦＮＯ．   6.2
アスペクト比データ
IH1.0    IH0.5    IH0.7
1.49     0.75     1.04
水平   16     1.3      0.650    0.910
垂直    9     0.73     0.366    0.512
偏心データ
第１光路                         第２光路
第５４面
Ｘ      Ｙ      Ｚ               Ｘ      Ｙ      Ｚ
0.00    0.00    0.00             0.00    0.00    0.00
α      β      γ               α      β      γ
0.0   -17.0     0.0              0.0    17.0     0.0
第５５面
Ｘ      Ｙ      Ｚ               Ｘ      Ｙ      Ｚ
0.00    0.00    0.00             0.00    0.00    0.00
α      β      γ               α      β      γ
0.0   -17.0     0.0              0.0    17.0     0.0
第５６面乃至像面
Ｘ      Ｙ      Ｚ               Ｘ      Ｙ      Ｚ
0.00    1.60    0.00             0.00   -1.60    0.00
α      β      γ               α      β      γ
0.0     0.0     0.0              0.0     0.0     0.0
【０１８４】
数値実施例３
単位  ｍｍ
面データ
面番号         r         d         nd       νd
物体面       ∞      45.000
1         ∞       0.804     1.769     64.15
2         ∞       0.230
3       13.454     1.205     1.806     40.93
4        1.913     1.377
5         ∞      18.177     1.806     40.93
6       -8.098     0.354
7       11.905     6.410     1.497     81.55
8       -6.376     0.804     1.847     23.78
9      -20.977     2.043
10      -8.391     0.574     1.648     33.79
11       6.541    15.298     1.883     40.77
12     -30.032     6.208
13        ∞       5.739
14      25.592    45.631     1.516     64.14
15        ∞       2.536
16      32.119     9.978     1.497     81.55
17     -12.943     1.421     1.755     52.32
18     -26.368     2.296
19      26.368     1.421     1.755     52.32
20      12.943     9.978     1.497     81.55
21     -32.119     2.536
22        ∞      45.631     1.516     64.14
23     -25.592     5.739
24        ∞       5.739
25      25.592    45.631     1.516     64.14
26        ∞       2.536
27      32.119     9.978     1.497     81.55
28     -12.943     1.421     1.755     52.32
29     -26.368     2.296
30      26.368     1.421     1.755     52.32
31      12.943     9.978     1.497     81.55
32     -32.119     2.536
33        ∞      45.631     1.516     64.14
34     -25.592     5.739
35        ∞       5.739
36      16.074    12.754     1.883     40.77
37      -9.581     2.584     1.673     38.15
38       5.228     2.484
39      10.741    12.837     1.497     81.55
40      -5.286     2.960     1.516     64.14
41     -11.626     2.055
42      11.626     2.960     1.516     64.14
43       5.286    12.837     1.497     81.55
44     -10.741     2.484
45      -5.228     2.584     1.673     38.15
46       9.581    12.754     1.883     40.77
47     -16.074     5.739
48        ∞      15.577
49     414.577     3.355     1.487     70.24
50     -31.575     5.556
51      29.414    13.143     1.834     37.16
52      11.840    16.941     1.497     81.55
53     -20.662    22.957
54        ∞      10.446     1.768     71.70
55        ∞       2.296
56(絞り)  ∞       0.000
57      12.758     3.298     1.497     81.55
58     -23.912     0.893
59       6.565     2.579     1.497     81.55
60       8.582     1.789
61     -18.707     0.687     1.699     30.13
62       5.344     4.163
63      10.495     6.130     1.835     42.71
64     -28.495     3.952
65        ∞       0.804     1.521     66.54
66        ∞       0.574
67        ∞       0.574     1.516     64.14
68        ∞       0.689
像面       ∞
各種データ
ｆ         3.00
ＩＨ       1.78
ＦＮＯ．   6.2
アスペクト比データ
IH1.0    IH0.5    IH0.7
1.78     0.89     1.24
水平   16     1.550    0.775    1.085
垂直    9     0.872    0.436    0.610
偏心データ
第１光路                         第２光路
第５４面
Ｘ      Ｙ      Ｚ               Ｘ      Ｙ      Ｚ
0.00    0.00    0.00             0.00    0.00    0.00
α      β      γ               α      β      γ
0.0   -20.0     0.0              0.0    20.0     0.0
第５５面
Ｘ      Ｙ      Ｚ               Ｘ      Ｙ      Ｚ
0.00    0.00    0.00             0.00    0.00     0.00
α      β      γ               α      β      γ
0.0   -20.0     0.0              0.0    20.0     0.0
第５６面乃至像面
Ｘ      Ｙ      Ｚ               Ｘ      Ｙ      Ｚ
0.00    1.64    0.00             0.00   -1.64    0.00
α      β      γ               α      β      γ
0.0     0.0     0.0              0.0     0.0     0.0
【０１８５】
各実施例における条件式の値を以下に掲げる。
条件式                     実施例１   実施例２   実施例３
(1)(FLBSout-FLBSin)
/(FLBSout+FLBSin)        0.00      0.00       0.00
(2)Yimg/FLBSin               0.00      0.00       0.00
(3)Yimg/FLBSout              0.00      0.00       0.00
(4)Divlr/Yimgh               1.14      0.17       0.11
(5)Divs/(Divlr/２+Yimgh)     1.00      1.00       1.00
(6)D2f/FLG1f                 1.01      1.00       1.01
(7)Divs/Ds                   0.21      0.13       0.16
(8)Divax
/(Ds/COSΘ×SIN(θ-Θ))   0.99      1.00       1.00
(9)ΦRLmax/Ymidimg           1.90      2.57       1.92
(10)D2b/FLG1                 1.41      1.29       1.43
(11)Ymidimg/ＰBSin           0.79      0.48       0.61
(12)Ymidimg/FLG1             0.07      0.06       0.08
(13)Lss/FLG1                 0.37      0.41       0.39
(14)Yimg/FLG1                0.05      0.05       0.06
(15)Yimg/FLG2                0.08      0.07       0.09
【０１８６】
各パラメータの値を以下に掲げる。
条件式     実施例１     実施例２     実施例３
Ds         10.50        10.66        10.45
D2b        43.32        38.85        43.76
D2f        31.02        30.15        30.78
Divax       2.20         1.41         1.64
Divs        2.20         1.41         1.64
Divlr       1.60         0.22         0.17
FLG1       30.76        30.01        30.53
FLG1f      30.76        30.01        30.53
FLG2       20.59        21.74        19.94
FLBSout     1.00E+10     1.00E+10     1.00E+10
FLBSin      1.00E+10     1.00E+10     1.00E+10
Lss        11.72        12.54        12.11
nBS         1.77         1.77         1.77
PBSin       2.54         3.68         3.82
Yimg        1.61         1.49         1.78
Yimgh       1.40         1.3          1.55
Ymidimg     2.00         1.77         2.34
θ         26.30        17           20.00
ΦRLmax     3.80         4.55         4.50
【０１８７】
図２０は、本実施形態の立体視内視鏡を示す図である。立体視内視鏡１は、本体部２と、光源装置３と、カメラコントロールユニット４（以下、「ＣＣＵ４」という）と、スキャンコンバータ５と、モニタ６と、シャッタメガネ７とから構成される。
【０１８８】
本体部２は、挿入部８と、把持部９とを有する。挿入部８は、体腔内等に挿入される部分で、硬質の外套管で形成されている。外套管は、円管形状で、ステンレス等の金属等からなる。このように、立体視内視鏡１は、硬性内視鏡である。把持部９は、術者により把持される部分である。
【０１８９】
把持部９には、ライトガイド口金１０が設けてある。ライトガイド口金１０に、ライトガイドケーブル１１の一端が接続される。ライトガイドケーブル１１の他端には、ライトガイトコネクタ１２が設けられている。ライトガイドケーブル１１は、把持部９と光源装置３に着脱自在で接続される。
【０１９０】
光源装置３は、ランプ１３とレンズ１４とを有する。ランプ１３は、例えば、白色光の照明光を発生する。レンズ１４は、照明光を集光する。レンズ１４で集光された照明光は、ライトガイドコネクタ１２の端面に照射される。端面に照射された照明光は、ライトガイドケーブル１１内のライトガイドにより、本体部２に伝送される。
【０１９１】
本体部２には、ライトガイド１５が設けられている。ライトガイド１５は把持部９内で屈曲され、挿入部８内を挿通されている。ライトガイド１５は、ライトガイドケーブル１１から供給された照明光を、挿入部８の先端部１６に固定された先端面に伝送する。これにより、先端面から前方に照明光が射出される。
【０１９２】
物体１７は、照明光で照明される。物体１７からの光は、先端部１６内に配置された対物光学系１８に入射する。対物光学系１８の結像位置に、光学像１９が形成される。光学像１９はリレー光学系２０により、把持部９にリレーされる。
【０１９３】
リレー光学系２０の最終像位置には、中間像２１が形成される。中間像２１は、第１レンズ群２２、光束分割素子２３及び第２レンズ群２４によって、再結像される。これにより、第１撮像素子２５ａの撮像面上に第１像が形成され、第２撮像素子２５ｂの撮像面上に第２像が形成される。
【０１９４】
出力部２６には、信号ケーブル２７の一端が接続されている。信号ケーブル２７の他端は、ＣＣＵ４に接続されている。第１撮像素子２５ａから出力された信号と、第２撮像素子２５ｂから出力された信号は、信号ケーブル２７を経由して、ＣＣＵ４に入力される。
【０１９５】
ＣＣＵ４では、第１撮像素子２５ａと第２撮像素子２５ｂから出力された信号に対して、信号処理が行われる。ＣＣＵ４で信号処理された画像信号は、スキャンタコンバータ５に入力される。スキャンコンバータ５では、ＣＣＵ４から出力された信号が映像信号に変換される。
【０１９６】
映像信号は、モニタ６に入力される。モニタ６は、入力された映像信号を表示する。モニタ６には、視差のある２つの画像が交互に表示される。シャッタメガネ７は、シャッター機能を有する。シャッタメガネ７を用いることで、モニタ６に表示された画像を、立体的に視認することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１９７】
以上のように、本発明は、小型でありながら、良好な解像性能を有する立体視内視鏡に適している。
【符号の説明】
【０１９８】
ＥＳ１、ＥＳ２  立体視内視鏡
ＯＢＪ  対物光学系
ＲＬ  リレー光学系
ＲＬ１  第１リレーレンズ
ＲＬ２  第２リレーレンズ
ＢＳ  光束分割素子
Ｇ１  第１レンズ群
Ｇ２  第２レンズ群
ＩＳ  撮像素子
ＩＳ１  第１撮像素子
ＩＳ２  第２撮像素子
ＯＰ  共通光路
ＯＰ１  第１光路
ＯＰ２  第２光路
ＡＸ、ＡＸ１、ＡＸ２  光軸
Ｉｏ  物体の像
Ｉ１  第１リレー像
Ｉ２  第２リレー像（中間像）
ＩＬ１  第１像
ＩＬ２  第２像
Ｓin  入射面
Ｓout  射出面
ＥＡ１  第１有効領域
ＥＡ２  第２有効領域
ＬＢ１  第１光線
ＬＢ２  第２光線
Ｐin  入射位置
Ｐout  射出位置
ＬＣ  軸上光線
ＬＵ  上側従属光線
ＬＬ  下側従属光線
ＡＳ１、ＡＳ２、ＡＳ３  開口絞り
ＡＰ１、ＡＰ２、ＡＰ３  開口部
ＡＰ１’、ＡＰ２’、ＡＰ３’  開口部
ＳＨ１、ＳＨ２、ＳＨ３  遮光部
１  立体視内視鏡
２  本体部
３  光源装置
４  カメラコントロールユニット（ＣＣＵ）
５  スキャンコンバータ
６  モニタ
７  シャッタメガネ
８  挿入部
９  把持部
１０  ライトガイド口金
１１  ライトガイドケーブル
１２  ライトガイトコネクタ
１３  ランプ
１４  レンズ
１５  ライトガイド
１６  先端部
１７  物体
１８  対物光学系
１９  光学像
２０  リレー光学系
２１  中間像
２２  第１レンズ群
２３  光束分割素子
２４  第２レンズ群
２５ａ  第１撮像素子
２５ｂ  第２撮像素子
２６  出力部
２７  信号ケーブル
【図１】
2018047335.tif 000003
【図２】
2018047335.tif 000004
【図３】
2018047335.tif 000005
【図４】
2018047335.tif 000006
【図５】
2018047335.tif 000007
【図６】
2018047335.tif 000008
【図７】
2018047335.tif 000009
【図８】
2018047335.tif 000010
【図９】
2018047335.tif 000011
【図１０】
2018047335.tif 000012
【図１１】
2018047335.tif 000013
【図１２】
2018047335.tif 000014
【図１３】
2018047335.tif 000015
【図１４】
2018047335.tif 000016
【図１５】
2018047335.tif 000017
【図１６】
2018047335.tif 000018
【図１７】
2018047335.tif 000019
【図１８】
2018047335.tif 000020
【図１９】
2018047335.tif 000021
【図２０】
2018047335.tif 000022
【国際調査報告】
2018047335.tif 000023
2018047335.tif 000024